双氧水生产工艺介绍

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燕山大学环境与化学工程学院化工专业生产实习 系列讲座

双氧水生产工艺介绍燕山大学环境与化学工程学院

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一、双氧水简介1、双氧水概述 分子式：H2O2,分子量：34.01 中文名称：过氧化氢水溶液 英文名称：hydrogen peroxide 密度： 1.132 g/mL ( 35% , 20℃ ) 溶解度：能与水、乙醇、乙醚以任何比例混合。不溶于 苯、石油醚 工业双氧水规格：27.5%、 30%、 35%、50%、70% (质量百分数) 外观：无色透明液体

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过氧化氢的立体结构

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2、双氧水性质 酸性和强氧化性：二元弱酸，既是一种氧化剂，又是一 种还原剂。在酸性介质中，可将碘化钾氧化为碘。但与 强氧化剂(如高锰酸钾)作用时，则起还原作用。 不稳定性：双氧水在常温可以发生分解反应生成氧气和 水，在加热或者加入催化剂后能加快反应，快速分解， 同时放出大量热。双氧水与许多无机化合物或杂质接触 后都会迅速分解，放出大量的热量、氧和水蒸汽。大多 数金属(如铁、铜、银、铅、汞、锌、钴、镍、铬、锰 等)及其氧化物和盐类都是双氧水分解的活性催化剂， 尘土、香烟灰、碳粉、铁锈等也能加速分解。

2H2O2

2H2O + O2↑

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燃烧爆炸性：过氧化氢在pH为4±0.5时最稳定，在碱性溶液中 极易分解 ，过氧化氢本身是不燃的，但它能与可燃物反应并产 生足够的热量而引起着火，又由于它分解所放出的氧气能强烈 助燃，最终可导致爆炸。 腐蚀性：工业上选用的金属材料可用纯度99.5%以上的铝、不 锈钢。使用塑料桶(聚四氟乙烯),槽车(不锈钢)运输。

贮槽留有足够直径的排 气口，包装容器的盖上 有排气孔。 毒害性：对眼睛、黏膜和皮肤的化学灼伤，皮肤直接接触引起 的烧伤，使局部皮肤和毛发发白 (过一段时间后可复原),不 慎接触，应立即用大量清水清洗。

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3、双氧水用途 双氧水是一种绿色化工产品，其生产和使用过程几乎没有污染，故被称为 “清洁” 的化工产品 。

目前，我国双氧水主要消费领域为纺织、化工、造纸和其它行业，其中纺织印染工业对双氧水的需求量约占总

需求量的20%,纸浆和造纸工业约占总需求的40%,化学合成工业约占24%,电子等其它领域约占16%。

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3、双氧水用途 纺织工业：主要用作纤维的漂白剂，对纤维强度损伤小、 织物 不易返黄 。 造纸工业：主要用作纸浆漂白和废纸脱墨处理。 化学工业：双氧水广泛用于制取环氧化合物，有机和无机过氧化 合物。 环境治理：对废水进行除毒、去味、脱色。 电子工业：主要作为硅晶片和集成电路元件的清洗。 食品工业：作为加工厂的消

毒杀菌剂、包装材料或容器灭菌消毒 、食品纤维的脱色剂。 其它用途：医药合成，3%以下的双氧水稀溶液可用作医药上的 杀菌剂；化妆品和牙膏配制；草、藤、竹、木制品漂白；火箭、 鱼雷化学推进剂；不锈钢表面净化等。

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4、双氧水生产方法 (1)无机反应法：无机法是最早用于制备双氧水的方法，即用硫酸或磷酸酸化过氧化钡或其他无机过氧化物来制得双氧水， 同时形成不溶于水的钡盐或其它物质。其反应方程式如下： BaO2+H2SO4 → BaSO4+H2O2 NaO2+H2SO4+10H2O → Na2SO4· 10H2O+H2O2

(2)电解法：该法最早由电解硫酸过程中发现，后来由最先的过硫酸法改进成过硫酸钾法，最后改进到过硫酸铵法，并成为 20世纪前半期双氧水的主要生产方法。过硫酸铵法以铂为阳极， 石墨为阴极，其化学反应方程式为： 2NH4HSO4→ (NH4)2S2O8+H2↑

(NH4)2S2O8+2H2O →2NH4HSO4+H2O2

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4、双氧水生产方法 (3)异丙醇氧化法：该法以异丙醇为原料，过 氧化氢或其他过氧化物为引发剂，用空气或氧气 进行液相氧化，生成过氧化氢和丙酮。该法的缺 点是需要消耗大量的异丙醇，投资大，并且在得 到双氧水的同时产生相同物质的量的丙酮。 C3H8O + O2 → C3H6O + H2O2

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4、双氧水生产方法 (4)蒽醌法：美国杜邦公司于1953年建成投产 第一套装置，国内由黎明化工研究院开发成功， 在 1971 年由北京氧气厂投产 。其工艺是2-烷基 蒽醌与有机溶剂配制成工作溶液，在压力为 0.30MPa下，温度55-65℃,钯催化剂存在下，通 入氢气进行氢化，再与空气进行氧化，经萃取、 再生、精制成为双氧水成品。

(5)氢氧直接合成法，阴极阳极还原法，真空 富集法等其他方法。

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5、双氧水质量标准： GB1616-2003规格 27.5%

项目

指标

优等品27.5

合格 品27.5

30% 30.0

35% 35.0

50% 50.0

70% 70.0

含量%≥

游离酸%≤ 不挥发物%≤稳定度%≥ 总碳%≤ 硝酸盐%≤

0.040 0.0897.0 0.030 0.020

0.050 0.1090.0 0.040 0.020

0.040 0.0897.0 0.025 0.020

0.040 0.0897.0 0.025 0.020

0.040 0.0897.0 0.035 0.025

0.050 0.1297.0 0.050 0.030

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二、蒽醌法生产双氧水工艺过程1、生产方法和机理 ：

以钯为催化剂，采用蒽醌法生产双氧水生产工艺过程：以四氢2-乙基蒽醌和2-乙基蒽醌为载体， 溶剂油、磷酸三辛酯为溶剂配成工作液。工作液 经过氢化，氧化，萃取，净化等过程， 制得成品双氧水，工作液则在系统中循环使用。

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2 、主要生产原材料：2-乙基蒽醌、磷酸三辛

酯、溶剂油、活性氧化铝、磷酸、碳酸钾、氢气、空气、水等。

催化剂：镍和钯催化剂。 工作液： 由2-乙基蒽醌、磷酸三辛酯和溶剂

油按照一定比例配制而成。

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2、双氧水

生产原材料 (1)芳烃：主要为C9馏份，即三甲苯异构体，含有少 (1)比重(20℃):0.874 (2)沸程：150~200℃(标准大气压)

量二甲苯、四甲苯、萘及胶质物，不含有机或无机物。

(3)芳烃含量：≥ 96%(磺化法测定) (4)总硫含量：≤ 1 ppm

(5)与水的分层时间：≤ 2 min (6)与水的界面张力：≥ 30 dyn/cm (7)芳烃的蒸馏

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(2)蒽醌(2-乙基蒽醌 )简写为：EAQ

(1)外观：淡黄或亮黄色粉末或鳞片状结晶。(2)熔点：107~109℃

(3)苯中不熔物：≤ 0.3%(4)EAQ含量：≥ 98% (5)结构式:O C2 H5

O

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(3)磷酸三辛酯：简写TOP,无色透明液体 (1)比重；0.918~0.924(25/4℃) (2) 折光率:1.441+0.001(25℃) (3)粘度：≤ 13 cP(25℃) (4)与水的界面张力：≥18 dyn/cm (5)2—乙基己醇含量：≤ 0.5% (6)酸度：≤ 0.2 mg KOH/g (7)总卤含量：≤10 ppm (8)还原硫：≤2 ppm (9)磷酸三辛酯：≥99 %